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低分子有机酸耦合水分管理对土壤Cd、As形态的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：尹雪斐柳赛花纪雄辉陈杰谢运河潘淑芳田发祥湖南省农业科学院湖南省农业环境生态研究所农业部长江中游平原农业环境重点实验室稻田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室

为提高土壤中Cd、As的生物可利用性从而提高植物修复效率，本研究基于不同种类及不同剂量的小分子有机酸，耦合不同水分条件，设计正交试验研究不同处理对土壤Cd、As形态及有效态的影响，获得对Cd、As活化效果的最佳处理条件。结果显示... 详细信息

为提高土壤中Cd、As的生物可利用性从而提高植物修复效率，本研究基于不同种类及不同剂量的小分子有机酸，耦合不同水分条件，设计正交试验研究不同处理对土壤Cd、As形态及有效态的影响，获得对Cd、As活化效果的最佳处理条件。结果显示：施加5 mmol·kg-1柠檬酸配合干湿交替最大程度促进了土壤Cd向生物可利用性高的形态转化，土壤弱酸可溶态Cd含量占比为60.94%，流动性较低的可氧化态含量为所有处理中最低，占比仅为13.18%；施加2.5 mmol·kg-1苹果酸配合长期淹水5～6 cm最大程度促进了土壤As向生物可利用性高的形态转化，该处理土壤中，水结合态与表层吸附态之和占比为所有处理中最大，为9.05%，铁铝结合态含量为38.65%；钙结合态含量为3.38%。理论上，使得土壤中生物有效态Cd含量最高的组合为C2B4A1(干湿交替，10 mmol·kg-1酒石酸)；使得土壤生物有效态As含量最高的组合为C3B1A3 (淹水2～3 cm，0 mmol·kg-1酒石酸)，相较于其他因素，淹水对土壤As有效态的影响为极显著（P研究表明，向土壤中施加较低剂量的柠檬酸并做干湿交替处理利于Cd的释放，对于As污染土壤，低剂量施加苹果酸结合淹水更能达到活化效果。

关键词：低分子有机酸(LMWOAs) 正交试验有效态Cd 有效态As 植物修复

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土壤真菌群落结构对辣椒长期连作的响应特征

环境科学 2024年第1期45卷 543-554页

作者：陈芬余高王谢丰李廷亮孙约兵铜仁学院贵州省梵净山地区生物多样性保护与利用重点实验室铜仁554300 山西农业大学资源环境学院晋中030801 农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191

通过研究辣椒长期连作对土壤真菌群落结构特征的影响,揭示连作障碍机制,以期为辣椒产地生态安全和产业可持续发展提供理论依据.以铜仁市某蔬菜大棚种植基地辣椒连作土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序方法分析了农田土壤真菌... 详细信息

通过研究辣椒长期连作对土壤真菌群落结构特征的影响,揭示连作障碍机制,以期为辣椒产地生态安全和产业可持续发展提供理论依据.以铜仁市某蔬菜大棚种植基地辣椒连作土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序方法分析了农田土壤真菌多样性和群落结构,探讨了土壤理化性质和真菌群落特征对长期辣椒连作的响应,采用典范对应分析(CCA)和相关性网络分析了土壤真菌群落结构与环境因子的互作关系.结果表明,土壤pH和有机质(OM)含量随着连作年限的延长而降低,全磷(TP)和有效磷(AP)含量随着连作年限的增加而增加,水解氮(AN)和速效钾(AK)含量呈先降低后上升的趋势,全氮(TN)和全钾(TK)含量变化则不明显.长期连作先降低后提高Chao1指数和Observed species指数,降低了Shannon指数和Simpson指数.在门水平上被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度随着连作年限的延长而降低,子囊菌门(Ascomycota)呈先增加后降低的趋势,担子菌门(Basidiomycota)则呈先降低后增加的趋势.在属水平上植物病原菌镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度随着连作年限的延长而增加,有益菌被孢霉属(Mortierella)和青霉属(Penicillium)则呈逐渐降低趋势.此外,长期连作还使土壤真菌共生网络变得简单.CCA结果表明,pH、OM、TN、AN、AP和AK是连作土壤真菌群落结构组成的主要环境因子,相关性网络分析结果显示,pH、OM、TN、TP、TK、AN、AP和AK是Fusarium、瓶毛壳属(Lophotrichus)、Penicillium、Mortierella、毛葡孢属(Botryotrichum)、圆孢霉属(Staphylotrichum)、小不整球壳属(Plectosphaerella)和顶孢霉属(Acremonium)等真菌群落结构的主要环境因子.综上所述,连作改变了土壤的理化性质,影响了土壤真菌群落的多样性和群落结构,改变了微生物间的互作关系,破坏了土壤的微生态平衡,可能是导致辣椒连作障碍的主要原因.

关键词：辣椒连作真菌群落结构环境因子典范对应分析(CCA) 相关性网络分析

生物炭和氮素互作对土壤化学特性、硅形态及水稻生长的影响

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江苏农业科学 2024年第9期52卷 151-159页

作者：汪胜潘韬文陈剑珠田纪辉蔡昆争华南农业大学资源环境学院/农业农村部华南热带农业环境重点实验室/广东省生态循环农业重点实验室广东广州510642

为揭示生物炭和氮素互作在水稻生长和土壤改良方面的协同作用,以华航31、美香占2个水稻品种为材料,研究不同氮水平(0、0.1、0.2 g/kg)条件下施用2%生物炭对土壤的化学特性、硅形态转化和水稻植株生长的影响。结果表明,施用生物炭、氮均... 详细信息

为揭示生物炭和氮素互作在水稻生长和土壤改良方面的协同作用,以华航31、美香占2个水稻品种为材料,研究不同氮水平(0、0.1、0.2 g/kg)条件下施用2%生物炭对土壤的化学特性、硅形态转化和水稻植株生长的影响。结果表明,施用生物炭、氮均显著影响植株的干物质积累及叶片的光合作用。在同一氮水平下施加生物炭可显著提高水稻植株地上部生物量,其中0.2 g/kg氮水平配施生物炭(BN2处理)分别使华航31、美香占的地上部生物量增加54.39%、73.39%,分蘖期游离态硅含量分别达到151.3、152.7 mg/kg;而不同氮素水平配施生物炭对叶片的Fv/Fm无显著影响。不同氮水平施加生物炭,均显著提高土壤有机碳含量和土壤有效硅含量,且不同生育期和不同品种一致。此外,在水稻成熟期,不同氮水平配施生物炭显著增加土壤的pH值和植株茎叶硅的积累量。值得注意的是,在生物炭和氮素互作条件下,土壤全碳和有效硅含量呈显著正相关。综上所述,生物炭和氮素互作能改善土壤肥力,促进硅形态转化,促进水稻植株生长和养分吸收,提高有效硅含量,其中以0.2 g/kg氮水平下施用生物炭效果最为显著。

关键词：水稻氮生物炭土壤肥力养分吸收硅

生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制

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农业环境科学学报 2024年

作者：李翔张纯邓建云许桂莲韦木莲魏岚刘忠珍龙门县农业科学研究所佛山市农业科学研究所龙门县乡村振兴服务中心广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省农业资源循环利用与耕地保育重点实验室

为解析土壤理化性质与生物炭添加效果之间的相关性，明确生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制，本研究采用9种不同理化性质地带性土壤，加入系列用量稻壳生物炭，考察了丁草胺在生物炭-土壤混合体中的等温吸附特征。结... 详细信息

为解析土壤理化性质与生物炭添加效果之间的相关性，明确生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制，本研究采用9种不同理化性质地带性土壤，加入系列用量稻壳生物炭，考察了丁草胺在生物炭-土壤混合体中的等温吸附特征。结果表明：在不同生物炭添加剂量条件下，丁草胺在土壤中的吸附等温线均遵循Freundlich吸附模型。生物炭添加显著增加了9种地带性土壤对丁草胺的吸附能力(Kt值增加)，降低了线性吸附的程度(1/n值降低)。生物炭添加剂量越高，丁草胺吸附容量越大。热力学计算结果显示，在0.5%～2%生物炭添加条件下，丁草胺在地带性土壤中的吉布斯自由能为-16.30～-21.67 kJ·mol-1，表明吸附过程是自发且有利的。皮尔森相关性分析结果表明，土壤有机碳与Kt增长率呈显著负相关，说明土壤可溶性有机质抑制生物炭对丁草胺的吸附。多元线性回归方程分析结果显示，当土壤未添加生物炭时，土壤有机碳、pH、黏粒、粉粒4种土壤理化性质对Kt值的解释能力高达99%。而当生物炭添加为0.5%、1%、2%时，土壤有机碳、pH、黏粒、粉粒4种土壤理化性质对Kt值的解释能力分别下降至83%、70%和90%。通径系数研究表明，生物炭添加剂量从0上升至 1%时，土壤黏粒和土壤粉粒对丁草胺吸附的直接作用系数增大，而有机碳和pH对丁草胺吸附的直接作用系数减小。研究表明，生物炭输入改变了丁草胺的吸附特征，土壤黏粒和土壤砂砾等土壤质地因素对丁草胺吸附产生重要影响。

关键词：土壤生物炭丁草胺等温吸附影响因素

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水稻镉砷累积的基因型和环境互作效应分析

农业环境科学学报 2024年

作者：谢运河田发祥张凤潘淑芳刘昭兵柳赛花纪雄辉农田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室农业农村部长江中游平原农业环境重点实验室湖南省农业环境生态研究所

筛选稳定的低镉低砷水稻品种是促进稻米安全生产的有效手段。通过研究不同环境对9个主推水稻品种稻米镉和砷含量的影响，以期获得稳定的镉、砷低积累水稻品种，并提供筛选鉴定方法。结果表明，水稻对镉、砷的吸收富集受到基因型和环境... 详细信息

筛选稳定的低镉低砷水稻品种是促进稻米安全生产的有效手段。通过研究不同环境对9个主推水稻品种稻米镉和砷含量的影响，以期获得稳定的镉、砷低积累水稻品种，并提供筛选鉴定方法。结果表明，水稻对镉、砷的吸收富集受到基因型和环境的双重影响，且环境异质性对稻米镉、砷吸收累积的影响均大于水稻自身基因型的作用。环境基因互作分别解析了稻米镉含量99.91%和稻米砷含量79.70%的贡献，其中环境异质性对稻米镉、砷含量的贡献率分别达83.46%和56.56%。GGE双标图分析结合产量分数评价能有效筛选出高产且较稳定的低重金属累积作物品种，其中V1（隆两优华占），V4（隆两优1988），V9（Y两优9918）为产能较高的低砷累积品种，V7（C两优87）为产能较高的低镉累积品种；同时还筛选出2个镉低积累水稻品种筛选试验点（S1、S2）、4个砷低积累水稻品种筛选试验点（S1、S2、S3、S6）。GGE双标图与产量质量分数结合为镉砷低积累水稻品种筛选试验点的选择、可推广的镉砷低积累水稻品种筛选提供了一种经济可行的新方法。

关键词：水稻镉砷重金属污染基因型环境影响

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施锰对降低水稻镉含量的增强效应

农业环境科学学报 2024年

作者：李晓清钟娴慧黄靖淇黄彦吴启堂陈杨梅卫泽斌华南农业大学资源环境学院广东省农业农村污染治理与环境安全重点实验室

为探讨锰肥施用对镉污染农田水稻降镉的叠加效果，在田间条件下进行了专门的盆栽试验，即在田间试验前茬对照、沸石钝化处理的基础上设置了施锰的盆栽试验。通过早稻+晚稻的田间盆栽实验，分析了不同处理对水稻生物量、镉含量和土壤镉... 详细信息

为探讨锰肥施用对镉污染农田水稻降镉的叠加效果，在田间条件下进行了专门的盆栽试验，即在田间试验前茬对照、沸石钝化处理的基础上设置了施锰的盆栽试验。通过早稻+晚稻的田间盆栽实验，分析了不同处理对水稻生物量、镉含量和土壤镉含量的影响。结果表明，前茬沸石钝化处理使早、晚稻籽粒镉含量分别降低了69.1%和90.7%；施锰进一步降低了水稻籽粒镉含量，在前茬沸石钝化处理的基础上施加锰肥可以使早、晚稻籽粒镉含量分别降至0.104 mg·kg-1和0.011 mg·kg-1，降低幅度分别为19.4%和31.3%。盆栽底部无孔处理水稻镉含量低于有孔盆栽处理。试验结果表明，在钝化的基础上继续施加锰肥是一种进一步降低水稻镉含量的有效措施，田间盆栽试验也为研究多因素影响水稻吸镉提供了方法。

关键词：水稻镉锰沸石增强效应

微氧生物亚铁氧化及其重金属固定效应研究进展

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生态环境学报 2024年第2期33卷 310-320页

作者：李嘉惠童辉陈曼佳刘承帅姜琪易秀长安大学水利与环境学院/旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室陕西西安710054 广东省科学院生态环境与土壤研究所广东广州510650 中国科学院地球化学研究所贵州贵阳550081

铁的生物地球化学循环对于多种环境过程至关重要,如碳封存、温室气体排放以及营养元素和有毒金属的迁移和转化。近年来,随着分离培养方式及分子生物学方法的发展,作为铁循环的重要组成部分的微氧生物铁氧化的研究取得了显著的进展。微... 详细信息

铁的生物地球化学循环对于多种环境过程至关重要,如碳封存、温室气体排放以及营养元素和有毒金属的迁移和转化。近年来,随着分离培养方式及分子生物学方法的发展,作为铁循环的重要组成部分的微氧生物铁氧化的研究取得了显著的进展。微氧型亚铁氧化菌广泛分布于近中性环境中,其分离栖息地从地下水、湿地、溪流延展至深海环境。微氧生物亚铁氧化成矿过程主要发生在细胞表面,生成比表面积较大的无定型铁氧化物。大部分微氧型亚铁氧化菌通过形成鞘状或螺旋柄状结构的胞外多聚物吸附生成的铁氧化物,防止自身被铁氧化物包埋,导致无法正常代谢而死亡。亚铁氧化成矿过程可吸附和共沉淀重金属元素,降低重金属的移动性和生物可利用性,从而缓解重金属的污染,为治理环境污染提供新的思路。文章主要总结了近年来国内外对嗜中性微氧型亚铁氧化菌的研究进展,包括其代谢特征、种类及分布、以及亚铁氧化菌的成矿机制和成矿过程对重金属迁移转化的影响。最后对如何快速有效地分离微氧型亚铁氧化菌、明确成矿过程中的特殊结构的形成机制等问题进行了讨论和展望。

关键词：微氧型亚铁氧化菌铁还原菌亚铁氧化铁氧化物重金属微氧环境

菜心与东南景天间作修复镉污染农田的生态效应

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农业环境科学学报 2024年第7期43卷 1483-1491页

作者：吴乐诗余柏仲李冬琴黎华寿陈桂葵广东省农业农村污染治理与环境安全重点实验室广州510642 华南农业大学资源环境学院广州510642 广东省农业科学院农业质量标准与监测技术研究所广州510640

为了探究镉低积累型菜心碧绿粗苔和镉超积累植物东南景天间作修复镉污染土壤的效果,在华南农业大学生态农场进行了模拟控制试验,分别采集菜心、东南景天在单作和间作时的根际土进行研究。结果表明:间作可显著提高植物的生物量,其中东南... 详细信息

为了探究镉低积累型菜心碧绿粗苔和镉超积累植物东南景天间作修复镉污染土壤的效果,在华南农业大学生态农场进行了模拟控制试验,分别采集菜心、东南景天在单作和间作时的根际土进行研究。结果表明:间作可显著提高植物的生物量,其中东南景天地上和地下部的生物量较单作分别提高了79.05%和50.00%,菜心地上和地下部的生物量则分别提高了110.96%和125.00%;间作使东南景天地上和地下部的镉含量较单作分别提高了7.61%和70.73%,但菜心地上部的镉含量较单作降低了27.21%;东南景天茎叶储存Cd的主要亚细胞结构为液泡中的细胞液,占比高达90%,远高于细胞器与细胞壁中的Cd含量;间作显著增加了土壤的pH,相较于东南景天、菜心单作时的pH分别增加了0.39、0.28个单位;间作降低了菜心根际土镉的有效性,较单作低19.23%;另外,间作可使土壤微生物总量和蔗糖酶活性显著增加,其中放线菌数量比菜心、东南景天单作时分别增加了27.95%、24.28%,蔗糖酶活性则分别提高了164.89%、88.48%。同时,通过计算可知间作的东南景天土壤镉提取率是单作的1.88倍。综上所述,镉低积累型菜心与镉超积累植物东南景天间作,不仅可提高菜心生产的安全性,而且增加了东南景天对土壤镉的提取效率,是一种经济、有效且风险较低的边生产边修复的模式。

关键词：菜心东南景天间作镉生态效应

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我国黄毛鼠研究进展

植物保护 2024年第3期50卷 17-23,45页

作者：姜洪雪姚丹丹林思亮秦姣冯志勇广东省农业科学院植物保护研究所农业农村部华南果蔬绿色防控重点实验室广东省植物保护新技术重点实验室广州510640

黄毛鼠Rattus losea是分布在中国长江以南地区以及东南亚地区的重要农田害鼠。该鼠栖息地广,食性杂,盗食各种农作物,还是某些疾病的宿主和传播者。本文从形态特征、种群遗传学、生物学特性、种群生态学、抗药性、防治技术等方面详细介... 详细信息

黄毛鼠Rattus losea是分布在中国长江以南地区以及东南亚地区的重要农田害鼠。该鼠栖息地广,食性杂,盗食各种农作物,还是某些疾病的宿主和传播者。本文从形态特征、种群遗传学、生物学特性、种群生态学、抗药性、防治技术等方面详细介绍了黄毛鼠的研究进展。并根据目前的研究现状和存在问题,提出建立基于精准预测预报,研发生态优先、环境友好的防控新技术、新产品为核心的综合防控技术体系,以期为黄毛鼠的可持续治理提供参考。

关键词：黄毛鼠生物学特性种群动态抗药性防治技术

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